KR20050061536A - 공간 멀티플렉싱을 가진 무선 mimo 시스템내 다중-모드단말 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조정 모드 및 비조정 모드와 같은 다중 공간 멀티플렉싱(SM) 모드를 지원하는 사용자 단말에 관한 것이다. 데이터 전송을 위해, 다수의 데이터 스트림은 다수의 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 자신의 선택된 속도에 따라 코딩 및 변조된다. 이들 스트림은 다수의 안테나로부터의 전송을 위해 다수의 송신 심볼 스트림을 얻기 위해 선택된 SM 모드(예, 조정 모드를 위한 조정 벡터 행렬 및 비조정 모드를 위한 단위 행렬)에 따라 공간 처리된다. 데이터 수신을 위해, 다수의 수신 심볼 스트림이 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 선택된 SM 모드(예, 조정 모드를 위한 고유벡터 행렬 및 비조정 모드를 위한 공간 필터 행렬)에 따라 공간 처리된다. 이들 스트림은 다수의 디코딩된 데이터 스트림을 얻기 위해 자신의 선택된 속도에 따라 복조 및 디코딩된다.
Description
본 발명은 2002년 10월 25일 출원된 "MIMO WLAN 시스템"이라는 명칭의 미국특허 출원번호 60/421,309호를 우선권으로 하며, 이는 본 양도인에게 양도되었고 여기서는 참조로서 인용된다.
본 발명은 전반적으로 통신 분야 특히, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템내 사용자 단말에 관한 것이다.
MIMO 시스템은 데이터 전송을 위한 다수의 (NT) 송신 안테나 및 다수의 (NR) 수신 안테나를 사용하며, (NT, NR)로서 표시된다. NT 송신 및 NR 수신 안테나에 의해 형성된 MIMO 채널은 NS 공간 채널로 분해되고, 여기서 NS≤min{NT, NR}이다. NS 공간 채널은 좀더 많은 전체 처리량을 달성하기 위해 NS 독립 데이터를 전송하는데 사용된다. 일반적으로, 공간 처리는 송신기에서 수행되거나 되지 않고, 수신기에서 통상적으로 다수의 데이터 스트림을 동시에 전송하고 복원하도록 수행된다.
통상적인 MIMO 시스템은 전형적으로 다수의 데이터 스트림을 동시에 전송하기 위해 특정 전송 체계를 사용한다. 이러한 전송 체계는 시스템에 대한 요구조건, 수신기로부터 송신기로의 피드백량 및 송신기와 수신기의 능력 등과 같은 여러 요인의 트레이드-오프에 기초하여 선택된다. 다음으로, 송신기, 수신기 및 시스템은 선택된 송신 체계에 따라 지원하고 동작하도록 설계된다. 이러한 송신 체계는 전형적으로 원하는 특성 및 원하지 않는 특성들을 가지며, 이들은 시스템 성능에 영향을 준다.
그러므로, 개선된 성능을 달성할 수 있는 사용자 단말이 요구된다.
도 1은 MIMO 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 조정 및 비조정 모드에 대한 송신기 및 수신기에서의 공간 처리를 도시하는 도면.
도 3 및 도 4는 각각 조정 및 비조정 모드에 대한 액세스 포인트 및 사용자 단말에서의 공간 처리를 도시하는 도면.
도 5는 액세스 포인트 및 사용자 단말의 블록도.
도 6은 MIMO 시스템내 데이터 전송 및 수신에 대한 프로세스를 도시하는 도면.
개선된 성능 및 더 큰 융통성을 위한 다중 공간 멀티플렉싱(SM) 모드를 지원하는 사용자 단말이 개시된다. 공간 멀티플렉싱은 MIMO 채널의 다수의 공간 채널을 통해 다수의 데이터 스트림을 동시 전송하는 것을 지칭한다. 다중 공간 모드는 (1) 직교 공간 채널상에 다수의 데이터 스트림을 전송하는 조정 모드 및 (2) 다수의 안테나로부터 다수의 데이터 스트림으로 전송하는 비-조정 모드를 포함한다.
단말은 다수의 지원된 SM 모드들로부터 데이터 전송에 사용할 하나의 SM 모드를 선택한다. SM 모드 선택은 단말의 보정 상태 , 전송할 데이터량, 채널 조건, 및 다른 통신중인 엔티티들의 능력 등과 같은 여러 요인들에 기초한다. 데이터 전송을 위해, 다수의 데이터 스트림은 자신들의 선택된 속도에 따라 코딩되고 변조되어 다수의 데이터 심볼 스트림을 달성한다. 다음으로 이들 데이터 심볼 스트림은 선택된 SM 모드에 따라 공간적으로 처리되어 다수의 전송 심볼 스트림을 달성한다. 전송 공간 처리는 조정 모드에 대한 조정 벡터의 행렬 및 비조정 모드에 대한 단위행렬로 처리된다. 전송 심볼 스트림은 다수의 안테나로부터 제 1 통신 링크(예, 업링크)를 통해 전송된다.
데이터 수신을 위해, 제 2 통신 링크(즉, 다운링크)를 위한 다수의 수신된 심볼 스트림은 선택된 SM 모드에 따라 공간적으로 처리되어 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 달성한다. 수신 공간 처리는 조정 모드에 대한 채널 고유벡터에 기초하며 그리고 비조정 모드에 대한 공간 필터 행렬을 사용한다. 공간 필터 행렬은 후술될 바와 같이 여러 수신기 공간 처리 기술에 기초하여 유도된다. 다음으로, 복원된 데이터 심볼 스트림은 자신들의 선택된 속도에 따라 복조 및 디코딩되어 제 2 링크에 대한 다수의 디코딩된 데이터 스트림을 달성한다. 또한 단말은 각각의 링크에 대한 파일럿 및 선택된 속도를 전송/수신한다.
본 발명의 여러 특징, 실시예 및 특성들이 이하에서 설명된다.
용어 "예시적인"은 여기서는 "예를 들어, 예로서, 또는 예시를 위해"의 의미로 사용된다. 여기서 설명된 실시예는 다른 실시예에 비해 바람직한 것으로 구성될 필요는 없다.
도 1은 액세스 포인트(AP) 및 사용자 단말(UT)을 가진 MIMO 시스템(100)을 도시한다. 간략함을 위해, 오로지 하나의 액세스 포인트(110)만이 도 1에 도시된다. 액세스 포인트는 일반적으로 사용자 단말과 통신하며 기지국 또는 몇몇 다른 용어로서 지칭되는 고정국이다. 시스템 제어기(130)는 액세스 포인트에 대한 협력 및 제어를 제공하며 이를 위해 연결된다. 사용자 단말은 고정 또는 이동할 수 있으며, 이동국, 무선장치 또는 다른 용어들로 지칭될 수 있다. 사용자 단말은 액세스 포인트와 통신하며, 이 경우 액세스 포인트와 사용자 단말의 역할이 설정된다. 또한 사용자 단말은 다른 사용자 단말과 동등계층(peer-to-peer) 통신한다.
MIMO 시스템(100)은 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템 또는 주파수분할 듀플렉스FDD) 시스템이다. TDD 시스템에서, 다운링크 및 업링크는 동일한 주파수 대역을 공유한다. FDD 시스템에서, 다운링크 및 업링크는 다른 주파수 대역을 사용한다. 다운링크는 액세스 포인트로부터 사용자 단말로의 통신 링크이고, 업링크는 사용자 단말로부터 액세스 포인트로의 통신 링크이다. MIMO 시스템(100)은 데이터 전송을 위해 단일 캐리어 또는 다수의 캐리어를 사용한다.
액세스 포인트(100) 및 사용자 단말(120)은 각각 개선된 성능 및 더 큰 융통성을 위해 다수의 공간 멀티플렉싱(SM)을 지원한다. 조정 SM 모드(또는 간단히 조정 모드)는 전형적으로 더 나은 성능을 가지지만 송신기가 분해 또는 몇몇 다른 기술을 통해 MIMO 채널의 공간 채널을 직교화하는데 충분한 채널 상태 정보(CSI)를 가질 때에만 사용된다. 비조정 SM 모드(간단히, 비조정 모드)는 MIMO 채널을 통해 다수의 데이터 스트림을 동시에 전송하는데 매우 적은 정보만을 필요로 하지만, 성능은 조정 모드만큼 우수하지는 않다. 적정 SM 모드는 후술될 바와 같이 여러 요인에 기초하여 사용을 위해 선택된다.
표 1은 조정 및 비조정 모드의 핵심적 특징들을 요약한 것이다. 각각의 SM 모드는 다른 성능과 요구조건을 가진다.
조정 모드에 대해, 송신기는 수신기가 MIMO 채널을 추정할 수 있도록 하기 위한 파일럿을 전송하며, 수신기는 송신기가 조정 벡터를 유도할 수 있도록 충분한 채널 상태 정보를 다시 전송한다. 송신기 또는 수신기가 MIM 채널을 고유모드로 분해하고, 이는 직교 공간 채널로서 나타난다. 또한 수신기는 각각의 고유모드에 대해 사용하기 위한 속도를 다시 전송한다. 송신기 및 수신기 모두는 후술될 바와 같이 고유모드로 데이터를 전송하기 위해 공간 처리를 수행한다.
비조정 모드에서, 송신기는 수신기가 MIMO 채널을 추정할 수 있도록 하는 파일럿을 전송한다. 수신기는 각각의 공간 채널에서 사용할 속도를 다시 전송한다. 송신기는 어떠한 공간 처리없이 데이터를 (즉, 자신의 안테나로부터) 전송하고, 수신기는 전송된 데이터를 복원하기 위해 공간 처리를 수행한다. 조정 및 비조정 모드에 대한 송신기 및 수신기에서의 파일럿 전송 및 공간 처리가 이하에서 설명된다.
조정 모드 | 비조정 모드 | |
파일럿 | 송신기는 파일럿을 전송한다.수신기는 조정 벡터를 유도하기 위해 송신기에 의해 사용된 채널 상태 정보를 다시 전송한다. | 송신기는 파일럿을 전송한다. |
속도 피드백 | 수신기는 각각의 고유모드에 대한 속도를 다시 전송한다. | 수신기는 각각의 공간 채널(예, 각각의 송신 안테나)에 대한 속도를 다시 전송한다. |
공간 처리 | 송신기는 조정 벡터의 행렬 로 공간 처리를 수행한다.수신기는 고유벡터의 행렬 로 공간 처리를 수행한다. | 송신기는 각각의 송신 안테나로부터 데이터를 전송한다.수신기는 CCMI, MMSE, SIC 등으로 (후술된 바와 같이) 공간 처리를 수행한다. |
조정 및 비조정 모드에 대한 요구조건
이하의 설명에서, 사용자 단말은 송신기 및/또는 수신기일 수 있고, 액세스 포인트 또한 송신기 및/또는 수신기일 수 있다. 동등계층 통신은 동일한 기본 원리를 사용하여 지원된다.
1.
조정 모드
NT 송신 안테나 및 NR 수신 안테나에 의해 형성된 MIMO 채널은 NR×NT 채널 응답 행렬 H 로 특성화되며, 이는 다음과 같이 표현된다:
식(1)
여기서 i=1 ... NR 및 j=1 .. NT에 대한 엔트리 hi,j는 송신 안테나 j와 수신 안테나 i 사이의 커플링(즉, 복소 게인)이다. 간략함을 위해, MIMO 채널은 NS≤NT≤NR을 가진 전체 범위로 가정된다.
특이값 분해(singular value decomposition)가 H 의 NS 고유모드를 얻기 위해 H 에 대해 수행되고, 이는 다음과 같다:
여기서 는 의 좌측 고유벡터의 (NR×NR) 유니터리 행렬;
는 의 특이값의 (NR×NT) 대각 행렬; 식(2)
는 의 우측 고유벡터의 (NT×NT) 유니터리 행렬; 및
"H"는 공액전치를 나타낸다.
유니터리 행렬 는 성질 에 의해 표현되며, 여기서 는 단위 행렬이다. 유니터리 행렬의 열은 서로에 대해 직교한다.
의 우측 고유벡터는 또한 조정 벡터로 지칭되며 의 NR 고유모드로 데이터를 전송하기 위해 송신기에 의한 공간 처리에 사용된다. 의 좌측 고유벡터는 NS 고유모드로 전송된 데이터를 복원하기 위해 수신기에 의한 공간 처리에 사용된다. 고유모드는 분해를 통해 얻어진 직교 공간 채널로 표현된다. 의 대각 엔트리는 의 특이값이며, 이는 NS 고유모드에 대한 채널 게인을 나타낸다.
실제적인 시스템에서, 의 오로지 하 나의 추정치가 얻어지며, , 및 의 추정치들만이 유도된다. NS 공간 채널은 전형적으로 불완전 채널 추정치와 같은 여러 이유로 인해 서로에 대해 완전히 직교하지 않는다. 간략함을 위해, 여기서의 설명은 채널 추정과 분해가 에러를 가지지 않은 것으로 간주한다. 더욱이, 용어 "고유모드"는 예를 들면 불완전 채널 추정치로 인해 완전히 성공적이지는 않지만 분해를 사용하여 공간 채널을 직교화하고자 하는 경우를 포함한다.
표 2는 조정 모드에 대한 송신기 및 수신기에서의 공간 처리를 요약한 것이다. 표 2에서, 는 의 NS 고유모드로 전송될 NS 데이터 심볼을 가진 벡터이고, 는 NT 송신 안테나로부터 전송될 NT 전송 심볼을 가진 벡터이며, 는 NR 수신 안테나로부터 얻어진 NR 수신된 심볼을 가진 벡터이고, 은 NS 복원된 데이터 심볼을 가진 벡터(즉, 는 의 추정치), 그리고 첨자 "st"는 조정 모드를 나타낸다. 여기서 사용된 바와 같이, "데이터 심볼"은 데이터에 대한 변조 심볼을 나타내고, "파일럿 심볼"은 파일럿에 대한 변조 심볼을 나타낸다.
송신기 | 수신기 |
조정 모드에 대한 공간 처리
고유값 분해는 의 상관 행렬에서 수행되며, 여기서 이고, 다음과 같다:
식(3)
여기서 는 고유값의 대각 행렬이고, 내 특이값의 제곱이다. 송신기는 을 얻기 위해 으로 공간 처리를 수행하며, 수신기는 을 얻기 위해 으로 공간 처리를 수행한다.
2.
비조정 모드
비조정 모드에 대해, 송신기는 각각의 송신 안테나에 대해 하나의 데이터 심볼 스트림을 전송할 수 있다. 이러한 모드에 대한 공간 채널은 하나의 송신 안테나에 해당한다. 수신기는 전송된 데이터 심볼 스트림을 확산하여 복원하기 위해 공간 처리를 수행한다. 수신기는 채널 상관 행렬 역변환(CCMI) 기술(zero-forcing 기술로 공지됨), 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 기술, 연속 간섭 삭제(SIC) 기술 등과 같은 여러 수신기 처리 기술을 사용할 수 있다.
표 3은 비조정 모드에 대해 송신기 및 수신기에서의 공간 처리를 요약한 것이다. 표 3에서, 는 NT 송신 안테나로부터 전송될 NT 데이터 심볼을 가진 벡터이고, 은 NR 수신 안테나로부터 얻어진 NR 수신된 심볼을 가진 벡터이며, 는 CCMI 기술에 대한 공간 필터 행렬이며, 은 MMSE 기술에 대한 공간 필터 행렬이고, 는 MMSE 기술에 대한 대각 행렬이고(의 대각 엘리먼트를 포함함), 그리고 첨자 "ns"는 비조정 모드를 나타낸다.
비조정 모드에 대한 공간 처리
간략함을 위해, MIMO 채널 잡음 은 제로 평균, 분산 σ2, 및 의 자가공분산 행렬을 가진 AWGN (Additive White Gaussian Noise)으로 간주된다.
SIC 기술에 대해, 수신기는 각각의 스테이지내 하나의 데이터 심볼 스트림을 복원하기 위해 NS 연속 스테이지내 NR 수신 심볼 스트림을 처리한다. λ=1 ... NS인 각각의 스테이지 λ에 대해, 수신기는 초기에는 CCMI, MMSE 또는 몇몇 다른 기술을 사용하여 스테이지 λ에 대한 NR 입력 심볼 스트림을 공간 처리하여, 하나의 복원된 데이터 심볼 스트림을 얻는다. NR 수신 심볼 스트림은 스테이지 1에 대한 NR 입력 심볼 스트림이다. 수신기는 스테이지 λ에 대해 복원된 데이터 심볼 스트림을 추가 처리(예, 복조, 디인터리빙 및 디코딩)하여, 디코딩된 데이터 스트림을 얻고, 이러한 스트림이 다른 데이터 심볼 스트림은 아직 복원되지 않도록 하는 간섭을 추정하며, 스테이지 λ에 대해 NR 입력 심볼 스트림으로부터 추정된 간섭을 제거하여 스테이지 λ+1에 대한 NR 입력 심볼 스트림을 얻는다. 다음으로 수신기는 다른 데이터 심볼 스트림을 복원하기 위해 스테이지 λ+1에 대해 NR 입력 심볼 스트림에 대해 동일한 처리를 반복한다.
각각의 스테이지 λ에 대해, SIC 수신기는 감소된 채널 응답 행렬 에 기초하여 그리고 CCMI, MMSE 또는 몇몇 다른 기술을 사용하여 그 스테이지에 대해 공간 필터 행렬 을 유도한다. 감소된 행렬 는 이미 복원된 λ-1 데이터 심볼 스트림에 해당하는 원래 행렬 내 λ-1 열을 제거함으로써 얻어진다. 는 (NT-λ+1)×NR의 크기를 가진다. 이 각각의 스테이지에 대해 다르기 때문에, 는 각각의 스테이지에 대해 다르다.
수신기는 또한 전송된 데이터 심볼 스트림을 복원하기 위해 다른 수신기 공간 처리를 사용한다.
도 2는 조정 및 비조정 모드에 대한 송신기 및 수신기의 공간 처리를 도시한다. 송신기에서, 데이터 벡터 는 유닛(220)에 의해 조정 모드에 대해서는 행렬 로 또는 비조정 모드에 대해서는 단위 행렬 가 곱해져서, 전송 심볼 벡터 을 얻는다. 수신기에서, 수신된 심볼 벡터 는 유닛(260)에 의해 조정 모드에 대해서는 행렬 로 또는 비조정 모드에 대해서는 공간 필터 행렬 로 곱해서 검출 심볼 벡터 를 얻고, 이는 의 비정규화된 추정치이다. 행렬 은 CCMI, MMSE 또는 몇몇 다른 기술에 기초한다. 벡터 는 조정 모드에 대해서는 대각 행렬 로 또는 비조정 모드에 대해서는 대각 행렬 로 스케일링되어, 복원된 데이터 심볼 벡터 를 얻고, 여기서 CCMI 기술에 대해 이고 MMSE 기술에 대해 이다.
3.
조정 및 비조정 모드에 대한 오버헤드
조정 및 비조정 모드는 표 1 및 아래에 설명된 바와 같이 다른 파일럿 및 오버헤드 요구조건을 가진다.
A.
파일럿 전송
조정 및 비조정 모드 모두에 대해, 송신기는 수신기가 MIMO 채널을 추정할 수 있고 행렬 을 얻을 수 있도록 하는 MIMO 파일럿(비조정 파일럿)을 전송할 수 있다. MIMO 파일럿은 NT 전송 안테나로부터 전송된 NT 직교 파일럿 전송을 포함하며, 직교성이 시간, 주파수, 코드 또는 이들의 조합을 통해 달성된다. 코드 직교성을 위해, NT 파일럿 전송이 NT 전송 안테나로부터 동시에 전송되고, 각각의 안테나로부터의 파일럿 전송은 다른 직교(예, 월시) 시퀀스로 "커버링"된다. 수신기는 각각의 수신 안테나 i에 대해 수신된 파일럿 심볼을 송신기에 의해 사용된 동일한 NT 직교 시퀀스로 "디커버링"되어 수신 안테나 i와 각각의 NT 송신 안테나 사이의 복소 채널 게인의 추정치를 얻는다. 송신기에서의 커버링 및 수신기에서의 디커버링은 코드분할 다중 액세스(CDMA) 시스템에 대해 동일한 방식으로 수행된다. 주파수 직교성을 위해, NT 송신 안테나에 대한 NT 파일럿 전송은 전체 시스템 대역폭의 다른 하부대역들에 대해 동시에 전송될 수 있다. 시간 직교성을 위해, NT 송신 안테나에 대한 NT 파일럿 전송은 다른 시간 슬롯으로 전송될 수 있다. 어떠한 경우라도, NT 파일럿 전송 사이의 직교성은 수신기가 각각의 송신 안테나로부터의 파일럿 전송을 구별할 수 있도록 한다.
조정 모드시, 수신기는 송신기가 조정 벡터를 유도할 수 있도록 충분한 채널 상태 정보를 다시 전송한다. 수신기는 이러한 정보를 직접적인 형태(예, 의 엔트리를 전송함으로써) 또는 간접적인 형태(예, 조정 또는 비조정 파일럿을 전송함으로써)로 이러한 정보를 전송한다.
B.
속도 선택/제어
수신기는 각각의 공간 채널에 대해 수신된 신호-대-잡음-및-간섭 비(SNR)을 추정할 수 있고, 이는 조종 모드에 대한 고유모드 또는 비조정 모드에 대한 송신 안테나에 해당한다. 수신된 SNR은 송신기 및 수신기에 의해 사용된 SM 모드 및 공간 처리 기술에 의존한다.
표 4는 조정 및 비조정 모드에 대해 수신된 SNR을 요약한 것이다. 표 4에서 Pm은 공간 채널 M에 사용된 전송 전력이며, σ2은 잡음 분산이고, σm은 고유모드 m에 대한 특이값(즉, 의 m번째 대각 엘리먼트), rmn은 의 m번째 대각 엘리먼트(), qmn은 의 m번째 대각 엘리먼트, 는 공간 채널 m에 대한 SNR이다. SIC 기술에 대해 수신된 SNR은 공간 처리 기술(예, CCMI 또는 MMSE) 및 데이터 스트림이 복원되는 다른 순서에 의존한다. 동작 SNR은 수신된 SNR과 SNR 백-오프(back-off) 인자의 합과 같은 것으로 정의될 수 있다. SNR 백-오프 인자는 추정 에러, 시간에 따른 SNR 섭동 등을 보상하기 위한 양의 값으로 설정되지만 0으로 설정될 수도 있다.
수신된 SNR
MIMO 시스템은 속도 세트를 지원한다. 각각의 비제로 속도는 성능의 목표 레벨(예, 1퍼센트 패킷 에러 속도(PER))을 달성하는데 필요한 특정 데이터 속도 또는 공간 효율, 특정 코딩 체계, 특정 변조 체계 및 특정 SNR과 관련된다. 각각의 속도에 대해 요구되는 SNR은 컴퓨터 시뮬레이션, 실험적 특정 등에 의해 및 AWGN 채널의 가정으로 결정된다. 룩-업 테이블(LUT)은 시스템 및 자신의 요구 SNR에 의해 지원되는 속도를 지원한다. 각각의 공간 채널에 대해, 공간 채널의 동작 SNR과 같거나 작은 요구된 SNR을 가진 룩-업 테이블내 최고 속도는 공간 채널에 대해 사용되는 속도로서 선택된다.
폐루프 속도 제어는 각각의 공간 채널 또는 공간 채널의 조합에 대해 사용된다. 수신기는 각각의 공간 채널에 대해 수신된 SNR을 추정할 수 있고, 공간 채널에 대한 적정 속도를 선택할 수 있으며, 선택된 속도를 다시 전송할 수 있다. 송신기는 선택된 속도로 각각의 데이터 심볼 스트림을 전송할 수 있다.
C.
모드 선택
사용자 단말(120)은 통신을 위해 주어진 임의의 모멘트에 조정 또는 비조정 모드를 사용한다. 모드 선택은 이하와 같은 여러 요인에 기초하여 주어진다.
오버헤드 - 조정 모드는 비조정 모드보다 더 많은 오버헤드를 필요로 한다. 조정 모드시, 수신기는 충분한 채널 상태 정보 및 NS 고유모드에 대한 속도를 다시 전송할 필요가 있다. 몇몇 경우, 추가의 CSI 오버헤드는 지원될 수 없거나 또는 정의될 수 없다. 비조정 모드시, 수신기는 공간 채널에 대한 속도를 다시 전송할 필요만 있으며, 이는 훨씬 적은 오버헤드를 가진다.
데이터량 - 조정 모드는 일반적으로 더 효율적이지만 많은 셋업 단계(예, 채널 추정, 특이값 분해 및 CSI 피드백)를 필요로 한다. 만일 적은량의 데이터가 전송될 필요가 있다면, 비조정 모드를 사용하여 이러한 데이터를 전송하는 것이 더 신속하고 효율적이다.
능력 - 사용자 단말은 오로지 하나의 모드(예, 조정 또는 비조정 모드)만을 지원하는 다른 사용자 단말과 동등계층 통신한다. 이 경우, 두 개의 단말이 두 사용자 단말 모두에 의해 지원된 공통 모드를 사용하여 통신할 수 있다.
채널 조건 - 조정 모드는 정적 채널, 느리게 변하는 채널 및 강한 가시선상(line-of-site) 컴포넌트(예, 라이시안(Rician) 채널)를 가진 채널에 대해 더 쉽게 지원된다.
수신기 SNR - 조정 모드는 낮은 SNR로 더 우수한 성능을 제공한다. 사용자 단말은 SNR이 임계치 이하로 떨어질 때 조정 모드를 사용하도록 선택한다.
보정 상태 - 조정 모드는 다운링크 및 업링크 채널 응답이 서로에 대해 상반되도록 송신기와 수신가 "보정"된다면 사용하도록 선택된다. 상반 다운링크 및 업링크는 이하에 설명된 바와 같이 송신기 및 수신기에 대해 파일럿 전송 및 공간 처리를 간소화할 수 있다.
이동하지 않고 동일한 액세스 포인트와 통신하는 사용자 단말은 대부분의 시간 동안 조정 모드를 사용한다. 이동하고 다른 엔티티(예, 다른 액세스 포인트 및/또는 다른 사용자 단말)들과 통신하는 사용자 단말은 선택된 모드에 대해 더 바람직할 때까지 비조정 모드를 사용한다. 사용자 단말은 또한 적절하게 조정 및 비조정 모드 사이에서 스위칭한다. 예를 들어, 사용자 단말은 긴 데이터 버스트(또는 긴 데이터 세션) 시작시 적은 데이터 버스트(또는 짧은 데이터 세션)에 대해 비조정 모드를 사용한다. 다른 예로서, 사용자 단말은 상대적으로 정적인 채널 조건에 대해 조정 모드를 사용하고 채널 조건이 더 빠르게 변할 때 비조정 모드를 사용한다.
4.
TDD MIMO 시스템
예시적인 MIMO 무선 근거리 네트워크(WLAN) 시스템에 대한 다중-모드 사용자 단말이 이하에서 설명된다. MIMO WLAN 시스템은 직교 주파수분할 멀티플렉싱(OFDM)을 사용하고, 이는 전체 시스템 대역폭을 다수의 (NF) 직교 하부대역으로 효율적으로 분할하는 멀티-캐리어 변조 기술이다. OFDM으로, 각각의 하부대역은 데이터로 변조되는 개별 캐리어와 관련된다.
예시적이 MIMO WLAN 시스템은 TDD 시스템이다. TDD 시스템에 대해 응답하는 다운링크와 업링크 채널 사이에 일반적으로 높은 상관도가 존재하는데, 이들 링크들은 동일한 주파수 대역을 공유하기 때문이다. 하지만, 액세스 포인트에서 송신/수신 체인의 응답은 전형적으로 사용자 단말에서의 송신/수신 체인의 응답과 동일하지는 않다. 차이가 결정되고 보정을 통해 보상된다. 다음으로 전체 다운링크 및 업링크 채널 응답은 서로에 대해 상반(즉,전치)될 것으로 가정된다. 조정 모드에 대한 채널 추정 및 공간 처리는 상반 다운링크 및 업링크로 간략화될 수 있다.
도 3은 액세스 포인트(110)와 사용자 단말(120)에서 송신/수신을 도시한다. 액세스 포인트(110), 송신 체인(324) 및 수신 체인(334)은 각각의 하부대역 k에 대해 각각 행렬 및 에 의해 모델링된다. 사용자 단말(120), 송신 체인(364) 및 수신 체인(354)는 각각의 하부대역 k에 대해 각각 행렬 및 에 의해 모델링된다.
표 5는 TDD MIMO WLAN 시스템내 다운링크 및 업링크에 대한 보정 및 특이값 분해를 요약한 것이다. "효율적인" 다운링크 및 업링크 채널 응답 및 은 적정 송신 및 수신 체인의 응답을 포함한다. 대각 수정 행렬 및 은 액세스 포인트 및 사용자 단말에 의해 전송된 MIMO 파일럿을 가지고 보정을 수행함으로써 얻어진다. "보정된" 다운링크 및 업링크 채널 응답 및 은 보정 행렬을 포함하고 서로에 대해 상반된다(즉, , 여기서 "T"는 전치를 나타낸다).
TDD MIMO WLAN 시스템에 대한 채널 응답
이 상반하기 때문에, 의 좌측 및 우측 고유벡터의 행렬 은 의 우측 및 좌측 고유벡터의 행렬 의 복소 공액이다. 행렬 이 송신 및 수신 공간 처리 모두에 대해 액세스 포인트(110)에 의해 사용될 수 있다. 행렬 는 송신 및 수신 공간 처리 모두에 대해 사용자 단말(120)에 의해 사용될 수 있다.
특이값 분해는 각각의 NF 하부대역에 대해 독립적으로 수행된다. 각각의 하부대역에 대해, 내 특이값은 가장 큰 값으로부터 가장 작은 값을 정렬되고, 내 고유벡터는 이에 따라 정렬된다. "광대역" 고유모드는 정렬된 이후 모든 NF 하부대역에 대해 동일한-순서의 고유모드 세트로서 정의된다. 분해는 오로지 사용자 단말(120) 또는 액세스 포인트(11)에 의해 수행될 필요가 있다. 만일 사용자 단말(120)에 의해 수행된다면, K=1 ... NF에 대해 행렬 은 직접적인 형태(예, 의 엔트리를 전송함으로써) 또는 간접적인 형태(예, 조정 파일럿을 전송함으로써) 액세스 포인트(110)에 제공된다.
표 6은 조정 모드에 대해 TDD MIMO WLAN 시스템내 다운링크 및 업링크로 데이터 전송 및 수신을 위해 액세스 포인트(110) 및 사용자 단말(120)에서의 공간 처리를 요약한 것이다. 표 6에서, 첨자 "up"은 업링크를 나타내고, 첨자 "dn"은 다운링크를 나타낸다.
TDD MIMO WLAN 시스템내 조정 모드에 대한 공간 처리
조정 모드에 대해, 액세스 포인트는 다운링크로 MIMO 파일럿을 전송할 수 있다. 사용자 단말은 MIMO 파일럿에 기초하여 보정된 다운링크 채널을 추정하고, 특이값 분해를 수행하며, 행렬 을 사용하여 업링크로 조정 파일럿을 전송한다. 조정 모드는 고유모드로 데이터 전송하는데 사용되는 동일한 조정 벡터를 사용하여 고유모드로 전송된 파일럿이다. 액세스 포인트는 업링크 조정 파일럿에 기초하여 행렬 를 직접 추정한다. 파일럿은 또한 조정 모드에 대해 다른 방식으로 전송된다. 예를 들어, 사용자 단말은 MIMO 파일럿을 전송할 수 있고, 액세스 포인트는 조정 파일럿을 전송할 수 있다. 다른 예로서, 액세스 포인트 및 사용자 단말은 모두 MIMO 파일럿을 전송할 수 있다.
비조정 모드에 대해, 송신기(액세스 포인트 또는 사용자 단말)는 데이터 전송과 함께 MIMO 파일럿을 전송할 수 있다. 수신기는 상술된 바와 같이 데이터 심볼 스트림을 복원하기 위해 공간 처리(예, CCMI, MMSE, SID 또는 몇몇 다른 기술)을 수행한다.
표 7은 TDD MIMO WLAN 시스템에 대한 조정 및 비조정 모드에 대한 파일럿 전송 및 공간 처리의 실시예를 요약한 것이다.
조정 모드 | 비조정 모드 | |
보정 | 보정이 수행된다. | 보정이 필요하지 않다. |
다운링크 데이터 전송 | AP가 MIMO 파일럿을 전송한다.UT가 조정 파일럿을 전송한다. | AP가 MIMO 파일럿을 전송한다. |
UT가 각각의 다운링크 광대역 고유모드에 대한 속도를 전송한다. | UT가 각각의 다운링크 광대역 공간 채널에 대해 속도를 전송한다. | |
AP는 를 가진 데이터를 전송한다.UT는 을 가진 데이터를 수신한다. | AP는 각각의 안테나로부터 데이터를 전송한다.UT는 CCMI, MMSE, SIC 등을 가진 데이터를 수신한다. | |
업링크 데이터 전송 | AP는 MIMO 파일럿을 전송한다.UT는 조정 파일럿을 전송한다. | UT는 MIMO 파일럿을 전송한다. |
AP는 각각의 업링크 광대역 고유모드에 대한 속도를 전송한다. | AP는 각각의 업링크 광대역 공간 채널에 대한 속도를 전송한다. | |
UT는 를 가진 데이터를 전송한다.AP는 을 가진 데이터를 수신한다. | UT는 각각의 안테나로부터 데이터를 전송한다.AP는 CCMI, MMSE, SIC 등으로 데이터를 수신한다. |
TDD MIMO WLAN 시스템에서 데이터 전송
조정 및 비조정 모드에 대해, 수신기(액세스 포인트 또는 사용자 단말)는 예를 들면, 광대역 공간 채널의 NF 하부대역에 대해 수신된 SNR(dB)을 평균함으로써 각각의 광대역 공간 채널에 대한 평균 수신 SNR을 추정할 수 있다. 광대역 공간 채널은 조정 모드에 대해서는 광대역 고유모드에 해당하고 비조정 모드에 대해서는 송신 안테나에 해당한다. 다음으로 수신기는 평균 수신 SNR과 SNR 백-오프 인자의 합으로서 각각의 광대역 공간 채널에 대한 동작 SNR을 계산한다. 다음으로 수신기는 동작 SNR 및 지원된 속도와 자신들의 요구 SNR의 룩-업 테이블에 기초하여 각각의 광대역 공간 채널에 대한 속도를 선택한다.
도 3은 MIMO WLAN 시스템내 조정 모드에 대한 다운링크 및 업링크 데이터 전송을 위한 액세스 포인트(110) 및 사용자 단말(120)에서 공간 처리를 도시한다. 다운링크시, 액세스 포인트(110)에서 데이터 심볼 벡터 는 유닛(320)에 의해 행렬 과 곱해지고, 유닛(322)에 의해 수정 행렬 로 스케일링되어 다운링크를 위한 전송 심볼 벡터 를 얻는다. 사용자 단말(120)에서, 수신된 심볼 벡터 는 유닛(360)에 의해 행렬 과 곱해지고, 유닛(362)에 의해 행렬 로 스케일링되어, 다운링크를 위해 복원된 데이터 심볼 벡터 를 얻는다.
업링크시 사용자 단말(120)에서, 데이터 심볼 벡터 가 유닛(390)에 의해 행렬 과 곱해지고, 유닛(392)에 의해 수정 행렬 로 스케일링되어, 업링크를 위한 송신 심볼 벡터 를 얻는다. 액세스 포인트(110)에서, 수신된 심볼 벡터 는 유닛(340)에 의해 행렬 과 곱해지고, 유닛(342)에 의해 행렬 과 스케일링되어, 업링크를 위해 복원된 데이터 심볼 벡터 를 얻는다.
도 4는 MIMO WLAN 시스템에서 비조정 모드에 대한 다운링크 및 업링크 데이터 전송을 위한 액세스 포인트(110) 및 사용자 단말(120)에서의 공간 처리를 도시한다. 다운링크시 액세스 포인트(110)에서, 데이터 심볼 벡터 는 유닛(420)에 의해 단위 행렬 과 곱해져서, 다운링크를 위한 전송 심볼 벡터를 얻는다. 사용자 단말(120)에서, 수신된 심볼 벡터 는 유닛(460)에 의해 공간 필터 행렬 과 곱해지고, 유닛(462)에 의해 대각 행렬 로 스케일링되어, 다운링크를 위해 복원된 데이터 심볼 벡터 를 얻는다. 행렬 는 유효 다운링크 채널 응답 행렬 에 기초하여 CCMI, MMSE, SIC 또는 몇몇 다른 기술을 사용하여 유도된다.
업링크시 사용자 단말(120)에서, 데이터 심볼 벡터 는 유닛(490)에 의해 단위 행렬 과 곱해져서 업링크를 위한 송신 심볼 벡터 를 얻는다. 액세스 포인트(110)에서, 수신된 심볼 벡터 는 유닛(400)에 의해 공간 필터 행렬 과 곱해지고, 유닛(422)에 의해 대각 행렬 로 스케일링되어, 업링크를 위한 복원된 데이터 심볼 벡터 를 얻는다. 행렬 은 유효 업링크 채널 응답 행렬 에 기초하여 CCMI, MMSE, SIC 또는 몇몇 다른 기술을 사용하여 유도된다.
도 5는 액세스 포인트(110) 및 사용자 단말(120)의 블록도를 도시한다. 다운링크시 액세스 포인트(110)에서, 송신(TX) 데이터 프로세서(514)는 데이터 소스(512)로부터 트래픽 데이터를 수신하고 제어기(530)로부터 제어 데이터를 수신한다. TX 데이터 프로세서(514)는 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해, 스트림에 대해 선택된 속도에 해당하는 코딩 및 변조 체계에 기초하여 각각의 NS 데이터 스트림을 처리(즉, 인코딩, 인터리빙 및 심볼 맵핑)한다. TX 공간 프로세서(520)는 TX 데이터 프로세서(514)로부터 NS 데이터 심볼 스트림을 수신하고, 데이터 심볼에 대해 (필요에 따라) 공간 처리를 수행하며, 파일럿 심볼내에서 멀티플렉싱하고, Nap 안테나에 대해 Nap 송신 심볼을 제공한다. TX 공간 프로세서(520)에 의한 처리는 사용을 위해 조정 모드가 선택되었는가 아니면 비조정 모드가 사용되었는가에 의존하며 상술된 바와 같이 수행된다. 각각의 송신 유닛(TMTR)(522)은 다운링크 신호를 생성하기 위해 개별 송신 심볼 스트림을 수신하여 처리(예, OFDM 변조 및 컨디셔닝)한다. Nap 송신기 유닛(522a 내지 522ap)은 각각 Nap 안테나(524a 내지 524ap)로부터 전송을 위한 Nap 다운링크 신호를 제공한다.
사용자 단말(120)에서, Nut 안테나(522a 내지 522ut)는 Nap 다운링크 신호를 수신하고 각각의 안테나는 개별 수신기 유닛(RCVR)(554)에 수신된 신호를 제공한다. 각각의 수신기 유닛(554)은 송신기 유닛(522)에 의해 수행된 것과 상보적인 처리(예, 컨디셔닝 및 OFDM 복조)를 수행하여 수신된 심볼 스트림을 제공한다. 수신(RX) 공간 프로세서(560)는 Nut 유닛(554)으로부터 Nut 수신 심볼 스트림에 대한 공간 처리를 수행하여 복원된 데이터 스트림의 Ns 스트림을 제공한다. RX 공간 프로세서(560)에 의한 처리는 사용을 위해 조정 모드가 선택되었는가 또는 비조정 모드가 선택되었는가에 의존하며 상술된 바와 같이 수행된다. RX 데이터 프로세서(570)는 Ns 디코딩된 데이터 스트림을 획득하기 위해 Ns 복원된 데이터 심볼 스트림을 처리(예, 디맵핑, 디인터리빙, 및 디코딩)하고, 이는 추가 처리를 위해 스토리지 및/또는 제어기(580)에 데이터 싱크(572)로 제공된다.
채널 추정기(578)는 수신된 파일럿 심볼에 기초하여 다운링크 채널 응답을 추정하여 채널 추정치를 제공하고, 이는 채널 게인 추정치, SNR 추정치 등을 포함한다. 제어기(580)는 채널 추정치를 수신하고, 공간 처리를 위해 RX 공간 프로세서(560) 및 TX 공간 프로세서(590)에 의해 사용된 행렬을 유도하며, 다운링크로 전송된 각각의 데이터 심볼 스트림에 대한 적정 속도를 결정한다. 속도 및 업링크 데이터는 TX 데이터 프로세서(588)에 의해 처리되고, TX 공간 프로세서(590)에 의해 (원하는 대로) 공간 처리되며, 파일럿 심볼로 멀티플렉싱되고, Nut 송신기 유닛(554a 내지 554ut)에 의해 컨디셔닝되어, 안테나(552a 내지 552ut)를 통해 전송된다.
액세스 포인트(110)에서, Nut 전송된 업링크 신호는 안테나(524)에 의해 수신되어, 수신기 유닛(522)에 의해 컨디셔닝되고 복조되어, RX 공간 프로세서(540) 및 RX 데이터 프로세서(542)에 의해 처리된다. 속도는 제어기(530)에 제공되며, 다운링크 데이터 전송을 제어하는데 사용된다.
액세스 포인트(110) 및 사용자 단말(120)은 업링크 데이터 및 파일럿 전송을 위한 유사한 또는 다른 처리를 수행한다.
제어기(530 및 580)는 각각 액세스 포인트(110) 및 사용자 단말(120)에서 여러 처리 유닛의 동작을 제어한다. SM 모드 선택기(534 및 584)는 상술된 바와 같은 여러 요인에 기초하여 각각 액세스 포인트(110) 및 사용자 단말(120)에 사용하기 위한 적정 공간 멀티플렉싱 모드를 선택한다. 메모리 유닛(532 및 582)은 각각 제어기(530 및 580)에 의해 사용된 데이터 및 프로그램 코드를 저장한다.
도 6은 MIMO 시스템내 데이터 전송 및 수신을 위한 프로세스(600)의 순서도를 도시한다. 프로세스(600)는 다운링크 및 업링크 데이터 전송을 위해 사용자 단말 및 액세스 포인트에 의해 수행된다.
초기에, SM 모드는 다수의 지원된 SM 모드로부터 선택되고, 이는 상술된 조정 및 비조정 모드를 포함한다(단계 612). 모드 선택은 단말의 보정 상태, 전송될 데이터량, SNR 및/또는 채널 조건, 다른 통신 엔티티의 능력 등에 기초한다. 선택된 SM 모드는 데이터 세션 동안 변화된다.
데이터 전송시(블록 620), 제 1 통신 링크를 위한 다수의 데이터 스트림은 제 1 링크를 위한 다수의 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 자신들의 선택된 속도에 따라 코딩 및 변조된다(단계 622). 이들 데이터 심볼 스트림은 다수의 안테나로부터 제 1 링크를 통해 전송을 위해 다수의 전송 심볼 스트림을 얻기 위해 선택된 SM 모드에 따라 공간 처리된다. 송신 공간 처리는 조정 모드에 대한 조정 벡터 행렬 및 비조정 모드에 대한 단위 행렬이다.
데이터 수신시(블록 630), 제 2 통신 링크를 위해 다수의 안테나로부터 얻어진 다수의 수신된 심볼 스트림은 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 선택된 SM 모드에 따라 공간 처리된다(단계 632). 수신 공간 처리는 조정 모드에 대한 고유벡터의 행렬 및 비조정 모드에 대한 공간 필터 행렬을 가진다. 공간 필터 행렬은 CCMI, MMSE, SIC 또는 몇몇 다른 기술에 기초하여 유도된다. 복원된 데이터 심볼 스트림은 제 2 링크를 위해 다수의 디코딩된 데이터 스트림을 얻기 위해 선택된 속도에 따라 복조 및 디코딩된다(단계 634).
블록(620)에서의 데이터 전송 및 블록(630)에서의 데이터 수신은 동시에 또는 다른 시간에 발생한다. 파일럿 및 속도는 또한 선택된 SM 모드로 데이터 전송 및 수신을 지원하기 위해 전송 및 수신된다.
여기서 설명된 다중-모드 단말 및 액세스 포인트와 데이터 전송/수신 기술은 여러 수단에 의해 구현된다. 예를 들어, 이들 엔티티 및 기술은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현된다. 하드웨어 구현에 대해, 이들 엔티티 및 기술에 대한 처리 유닛은 하나 이상의 응용 집적회로(ASIC), 디지털 신호 처리기(DSP), 디지털 신호 처리 장치(DSPD), 프로그램 가능 논리 장치(PLD), 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로-콘트롤러, 마이크로-프로세서, 상술된 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현시, 여기서 설명된 기술은 여기서 설명된 기능을 수행하는 모듈(예, 과정, 기능 등)으로 구현된다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(예, 도 5의 메모리 유닛(532, 582))내에 저장되고 프로세서(예, 제어기(530, 580))에 의해 실행된다. 메모리 유닛은 프로세서내에 또는 프로세서 외부에 구현되고, 이 경우 공지된 여러 수단을 통해 프로세서에 통신가능하게 연결된다.
머리말은 여기서는 참조를 위해 포함되었으며 특정 섹션을 위치시키기 위한 것이다. 이들 머리말은 여기서 설명된 개념의 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 이들 개념은 전체 명세서를 통해 다른 섹션에서의 응용성을 가진다.
개시된 실시예의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.
Claims (32)
- 무선 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템용 단말로서,상기 단말에 의해 지원되는 다수의 공간 멀티플렉싱 모드로부터 하나의 공간 멀티플렉싱 모드를 선택하도록 동작하는 모드 선택기 - 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드 각각은 상기 단말에서 다수의 안테나로 형성된 MIMO 채널의 다수의 공간 채널을 통해 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원함 -;다수의 안테나로부터 제 1 통신 링크를 통한 전송을 위해 다수의 전송 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 공간 멀티플렉싱 모드에 따라 제 1 다수의 데이터 심볼 스트림을 공간 처리하도록 동작하는 송신 공간 처리기; 및제 2 통신 링크를 통해 전송된 제 2의 다수의 데이터 심볼 스트림의 추정치인 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 공간 멀티플레싱 모드에 따라 상기 다수의 안테나로부터 얻어진 다수의 수신 심볼 스트림을 공간 처리하도록 동작하는 수신 공간 처리기를 포함하는 단말.
- 제1항에 있어서, 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드는 조정 모드 및 비조정 모드를 포함하는 단말.
- 제2항에 있어서, 상기 조정 모드는 상기 MIMO 채널의 다수의 직교 공간 채널을 통한 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원하며, 상기 비조정 모드는 상기 다수의 안테나로부터의 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원하는 단말.
- 제2항에 있어서,상기 송신 공간 처리기는 상기 제 1의 다수의 데이터 심볼 스트림을 상기 조정 모드를 위한 조정 벡터 행렬 및 비조정 모드를 위한 단위 행렬과 곱하도록 동작하여,상기 수신 공간 처리기는 상기 다수의 수신 심볼 스트림을 상기 조정 모드를 위한 고유벡터 행렬 및 상기 비조정 모드를 위한 공간 필터 행렬과 곱하도록 동작하는 단말.
- 제4항에 있어서,상기 제 2 통신 링크의 채널 응답을 추정하도록 동작하는 채널 추정기; 및상기 제 2 통신 링크에 대해 추정된 채널 응답에 기초하여 상기 공간 필터를 유도하도록 동작하는 제어기를 더 포함하는 단말.
- 제5항에 있어서, 상기 제어기는 채널 상관 행렬 역변환(CCMI) 기술 또는 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 기술에 기초하여 상기 공간 필터 행렬을 유도하도록 동작하는 단말.
- 제5항에 있어서, 상기 제어기는 연속 간섭 제거(SIC) 기술에 기초하여 채널 상관 행렬 역변환(CCMI) 기술 또는 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 기술을 사용하여 상기 공간 필터 행렬을 유도하도록 동작하는 단말.
- 제2항에 있어서,상기 제 1 통신 링크를 위한 상기 제 1의 다수의 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 제 1의 다수의 속도에 따라 제 1의 다수의 데이터 심볼을 코딩 및 변조하도록 동작하는 송신 데이터 처리기; 및상기 제 2 통신 링크를 위한 다수의 디코딩된 데이터 스트림을 얻기 위해 제 2의 다수의 속도에 따라 상기 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 복조 및 디코딩하도록 동작하는 수신 데이터 처리기를 포함하는 단말.
- 제8항에 있어서, 상기 제 1의 다수의 속도는 상기 조정 모드를 위한 상기 MIMO 채널의 다수의 고유벡터 및 상기 비조정 모드를 위한 상기 다수의 안테나에 대한 속도인 단말.
- 제2항에 있어서, 상기 조정 모드는 상기 단말이 보정될 때는 조정 모드를 선택하며 상기 단말이 보정되지 않을 때는 상기 비조정 모드를 선택하도록 동작하며, 상기 제 2 통신 링크의 채널 응답은 상기 단말이 보정될 때 상기 제 1 통신 링크의 채널 응답에 상반하는 단말.
- 제2항에 있어서, 상기 모드 선택기는 전송할 데이터량, 채널 조건, 상기 단말과 통신하는 엔티티의 능력 또는 이들의 조합에 기초하여 조정 모드 또는 비조정 모드를 선택하도록 동작하는 단말.
- 제2항에 있어서, 상기 모드 선택기는 데이터 세션의 제 1 부분에 대해서는 조정 모드를 선택하고, 상기 데이터 세션의 나머지 부분에 대해서는 비조정 모드를 선택하도록 동작하는 단말.
- 제2항에 있어서, 상기 모드 선택기는 수신된 신호-대-잡음-및-간섭 비(SNR)에 기초하여 조정 모드 또는 비조정 모드를 선택하도록 동작하는 단말.
- 제2항에 있어서, 상기 송신 공간 처리기는 상기 조정 모드를 위한 조정 파일럿 및 상기 비조정 모드를 위한 비조정 파일럿을 멀티플렉싱하도록 동작하며, 상기 조정 파일럿은 상기 MIMO 채널의 고유모드로 전송되며, 상기 비조정 파일럿은 상기 다수의 안테나로부터 다수의 직교 파일럿 전송을 포함하는 단말.
- 제2항에 있어서, 상기 송신 공간 처리기는 조정 모드 및 비조정 모드에 대해 비조정 파일럿을 멀티플렉싱하도록 동작하며, 상기 비조정 파일럿은 상기 다수의 안테나로부터 다수의 직교 파일럿 전송을 포함하는 단말.
- 제1항에 따른 단말은 상기 MIMO 시스템내 액세스 포인트와 통신하도록 동작하는 단말.
- 제1항에 따른 단말은 상기 MIMO 시스템내 다른 단말과 동등계층 통신하도록 동작하는 단말.
- 제1항에 있어서, 상기 MIMO 시스템은 직교 주파수분할 멀티플렉싱(OFDM)을 사용하며, 상기 송신 및 수신 공간 처리기는 다수의 하부대역 각각에 대해 공간 처리를 수행하도록 동작하는 단말.
- 제1항에 있어서, 상기 MIMO 시스템은 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템인 단말.
- 무선 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템내 데이터 처리 방법으로서,다수의 공간 멀티플렉싱 모드로부터 공간 멀티플렉싱을 선택하는 단계 - 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드 각각은 MIMO 채널의 다수의 공간 채널을 통해 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원함 -;다수의 안테나로부터 제 1 통신 링크를 통한 전송을 위해 다수의 송신 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 멀티플렉싱 모드에 따라 제 1의 다수의 데이터 심볼 스트림을 공간 처리하는 단계; 및제 2 통신 링크를 통해 전송된 제 2의 다수의 데이터 심볼 스트림의 추정치인 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 공간 멀티플렉싱 모드에 따라 상기 다수의 안테나로부터 얻어진 다수의 수신 심볼 스트림을 공간 처리하는 단계를 포함하는 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드는 조정 모드 및 비조정 모드를 포함하며, 상기 조정 모드는 상기 MIMO 채널의 다수의 직교 공간 채널을 통한 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원하며, 상기 비조정 모드는 상기 다수의 안테나로부터의 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원하는 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 제 1의 다수의 데이터 심볼 스트림은 상기 조정 모드를 위한 조정 벡터 행렬 및 상기 비조정 모드를 위한 단위 행렬과 곱해지며, 상기 다수의 수신 심볼 스트림은 상기 조정 모드를 위한 고유벡터 행렬 및 상기 비조정 모드를 위한 공간 필터 행렬과 곱해지는 방법.
- 제22항에 있어서,상기 제 2 통신 링크의 채널 응답을 추정하는 단계; 및상기 제 2 통신 링크에 대한 추정된 채널 응답에 기초하여 상기 공간 필터 행렬을 유도하는 단계를 포함하는 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 공간 필터 행렬은 채널 상관 행렬 역변환(CCMI) 기술, 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 기술 또는 연속 간섭 제거(SIC) 기술에 기초하여 유도되는 방법.
- 무선 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템내 장치로서,다수의 공간 멀티플렉싱 모드로부터 공간 멀티플렉싱 모드를 선택하는 수단 - 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드 각각은 MIMO 채널의 다수의 공간 채널을 통해 다수의 데이터 심볼 스트림의 동신 전송을 지원함 -;다수의 송신 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 공간 멀티플렉싱 모드에 따라 제 1의 다수의 데이터 심볼 스트림을 공간 처리하는 수단;다수의 안테나로부터 제 1 통신 링크를 통해 상기 다수의 송신 심볼 스트림을 전송하는 수단;제 2 통신 링크를 위한 상기 다수의 안테나로부터 다수의 수신 심볼 스트림을 수신하는 수단; 및상기 제 2 통신 링크를 통해 전송된 제 2의 다수의 데이터 심볼 스트림의 추정치인 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 공간 멀티플렉싱에 따라 상기 다수의 수신 심볼 스트림을 공간 처리하는 수단을 포함하는 장치.
- 제25항에 있어서, 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드는 조정 모드 및 비조정 모드를 포함하며, 상기 조정 모드는 상기 MIMO 채널의 다수의 직교 공간 채널을 통해 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원하며, 상기 비조정 모드는 상기 다수의 안테나로부터의 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원하는 장치.
- 제26항에 있어서, 상기 제 1의 다수의 데이터 심볼 스트림은 상기 조정 모드를 위한 조정 벡터 행렬 및 상기 비조정 모드를 위한 단위 행렬과 곱해지며, 상기 다수의 수신 심볼 스트림은 상기 조정 모드를 위한 고유벡터 행렬 및 상기 비조정 모드를 위한 공간 필터 행렬과 곱해지는 장치.
- 제27항에 있어서,상기 제 2 통신 링크의 채널 응답을 추정하는 수단; 및상기 제 2 통신 링크에 대한 상기 추정된 채널 응답에 기초하여 상기 공간 필터 행렬을 유도하는 수단을 포함하는 장치.
- 제28항에 있어서, 상기 공간 필터 행렬은 채널 상관 행렬 역변환(CCMI) 기술, 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 기술 또는 연속 간섭 제거(SIC) 기술에 기초하여 유도되는 장치.
- 무선 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템내 액세스 포인트로서,상기 액세스 포인트에 의해 지원되는 다수의 공간 멀티플레싱 모드로부터 하나의 공간 멀티플렉싱 모드를 선택하도록 동작하는 모드 선택기 - 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드 각각은 상기 액세스 포인트에서 다수의 안테나로 형성된 MIMO 채널의 다수의 공간 채널을 통해 다수의 데이터 심볼 스트림의 동시 전송을 지원함 -;다수의 안테나로부터 제 1 통신 링크를 통한 전송을 위해 다수의 전송 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 공간 멀티플렉싱 모드에 따라 제 1 다수의 데이터 심볼 스트림을 공간 처리하도록 동작하는 송신 공간 처리기; 및제 2 통신 링크를 통해 전송된 제 2의 다수의 데이터 심볼 스트림의 추정치인 다수의 복원된 데이터 심볼 스트림을 얻기 위해 상기 선택된 공간 멀티플렉싱 모드에 따라 상기 다수의 안테나로부터 얻어진 다수의 수신 심볼 스트림을 공간 처리하도록 동작하는 수신 공간 처리기를 포함하는 액세스 포인트.
- 제30항에 있어서, 상기 다수의 공간 멀티플렉싱 모드는 조정 모드 및 비조정 모드를 포함하는 액세스 포인트.
- 제31항에 있어서,상기 송신 공간 처리기는 상기 제 1의 다수의 데이터 심볼 스트림을 상기 조정 모드를 위한 조정 벡터 행렬 및 비조정 모드를 위한 단위 행렬과 곱하도록 동작하여,상기 수신 공간 처리기는 상기 다수의 수신 심볼 스트림을 상기 조정 모드를 위한 고유벡터 행렬 및 상기 비조정 모드를 위한 공간 필터 행렬과 곱하도록 동작하는 액세스 포인트.
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